安全生产技术基础班讲义第三章

第1页第三章特种设备安全技术大纲要求：运用特种设备安全相关技术和标准，辨识和分析特种设备存在的安全隐患，解决特种设备安全技术问题。主要内容第一节特种设备事故的类型第二节锅炉和压力容器安全技术第三节起重机械安全技术第四节场（厂）内专用机动车辆安全技术。第一节特种设备事故的类型（重点）一、特种设备的基本概念指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施（特种设备的种类，要掌握）等。1、承压类特种设备（1）锅炉（2）压力容器（3）压力管道2、机电类特种设备（1）电梯（2）起重机械（3）客运索道（4）大型游乐设施（5）场（厂）内专用机动车辆（1）锅炉。是指利用各种燃料、电能或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并对外输出热能的设备，其范围规定为容积大于或者等于30L的承压蒸汽锅炉；出口水压大于或者等于0.1MPa（表压），且额定功率大于或者等于0.1MW的承压热水锅炉；有机热载体锅炉。（2）压力容器。是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L的气体、液化气体和最高上作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa·L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶；氧舱等。（3）压力管道。是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道。（4）电梯。是指动力驱动，利用沿刚性导轨运行的箱体或者沿固定线路运行的梯级（踏步），进行升降或者平行运送人、货物的机电设备，包括载人（货）电梯、自动扶梯、自动人行道等。（5）起重机械。是指用于垂直升降或者垂直升降井水平移动重物的机电设备，其范围规定为额定起重量大于或者等于0.5t的升降机；额定超重量大于或者等于1t，且提升高度大于或者等于2m的起重机和承重形式固定的电动葫芦等。（6）客运索道。是指动力驱动，利用柔性绳索牵引箱体等运载工具运送人员的机电设备，包括客运架空索道、客运缆车、客运拖牵索道等。（7）大型游乐设施。是指用于经营目的，承载乘客游乐的设施，其范围规定为设计最大运行线速度大于或者等于2m／s，或者运行高度距地面高于或者等于2m的载人大型游乐设施。（8）场（厂）内专用机动车辆。是指除道路交通、农用车辆以外仅在工厂厂区、旅游景区、游第2页乐场所等特定区域使用的专用机动车辆。二、锅炉基础知识锅炉：用燃料燃烧后产生的热量加热工质（一般是水），使工质成为具有一定温度和压力的热水或蒸汽，供外界应用的一种热能设备。1）工作原理锅炉由“锅”和“炉”以及相配套的附件、自控装置、附属设备组成。“锅”是指锅炉接受热量，并将热镀传给水、汽、导热油等工质的受热面系统，是锅炉中储存或输送水或蒸汽的密闭受压部分。“锅”主要包括锅筒（或锅壳）、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、对流符束及集箱等。“炉”是指燃料燃烧产生高温烟气，将化学能转化为热能的空问和烟气流通的通道——炉膛和烟道“炉”主要包括燃烧设备和炉墙等。2）、锅炉工作原理及工作特性⊙爆炸的危害性⊙易于损坏性⊙使用的广泛性⊙连续运行性3）、锅炉的分类（1）按用途分为电站锅炉、工业锅炉。（2）按锅炉产生的蒸汽压力分为超临界压力锅炉、亚临界压力锅炉、超高压锅炉、高压锅炉、中压锅炉、低压锅炉。（3）按锅炉的蒸发量分为大型、中型、小型锅炉。（4）按载热介质分为蒸汽锅炉、热水锅炉和有机热载体锅炉。（5）按热能来源分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、废热锅炉、电热锅炉。（6）按锅炉结构分为锅壳锅炉、水管锅炉。三、压力容器基础知识压力容器用于完成反应、传质、传热、分离和储存等生产过程，并能承受压力；广泛应用于石油、化工、能源、冶金、机械、轻纺、医药、国防等工业领域。1、压力容器的工作特性（1）结构特点。（2）压力。压力容器的压力一是压力是在容器外产生（增大）的，二是压力是在容器内产生（增大）的。最高工作压力，多指在正常操作情况下，容器顶部可能出现的最高压力。设计压力，系指在相应设计温度下用以确定容器壳体厚度及其元件尺寸的压力，即标注在容器铭牌上的设计压力。（3）温度工作温度，是指容器内部工作介质在正常操作过程中的温度，即介质温度。金属温度，系指容器受压元件沿截面厚度的平均温度。任何情况下，元件金属的表面温度不得超过钢材的允许使用温度。设计温度，系指容器在正常操作情况，在相应设计压力下，壳壁或元件金属可能达到的最高或最低温度。当壳壁或元件金属的温度低于-20℃，按最低温度确定设计温度；除此之外，设计温度一律按最高温度选取。4）介质第3页按物质状态分类，有气体、液体、液化气体、单质和混合物等；按化学特性分类，则有可燃、易燃、惰性和助燃四种；按它们对人类毒害程度，又可分为极度危害（I）、高度危害（Ⅱ）、中度危害（Ⅲ）、轻度危害（Ⅳ）四级；按它们对容器材料的腐蚀性可分为强腐蚀性、弱腐蚀性、非腐蚀性。2.压力容器的分类压力容器有众多分类方法，可以按压力等级分，按在生产中的作用分，按安装方式分，按制造许可分，按安全技术管理（基于危险性）分类等。（1）按压力等级划分。按承压方式分类，压力容器可以分为内压容器和外压容器，内压容器按设计压力（P）可以划分为低脏、中压、高压和超高压四个压力等级：1）低压容器，0.1MPa≤P1.6MPa；2）中压容器，1.6MPa~P10.0MPa；3）高压容器，10.0MPa≤P100.0MPa；4）超高压容器，P≥100.0MPa。外压容器中，当容器的内压力小于一个绝对大气压（约0.1MPa）时，又称为真空容器。（2）按容器在生产中的作用划分。1）反应压力容器：主要是用于完成介质的物理、化学反应的压力容器，如各种反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、变换炉、煤气发生炉等；2）换热压力容器：主要是用于完成介质的热量交换的压力容器，如各种热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器等。3）分离压力容器：主要是州于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器，如各种分离器、过滤器、集油器、洗涤器、吸收塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等；4）储存压力容器：主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器，如各种型式的储罐、缓冲罐、消毒锅、印染机、烘缸、蒸锅等。（3）按安装方式划分。1）固定式压力容器：指安装在固定位置使州的压力容器，如生产车间内的储罐、球罐、塔器、反应釜等。2）移动式压力容器：是指单个或多个压力容器罐体与行走装置、定型汽车底盘或者无动力半挂行走机构或框架组成，采用永久性连接，适用于铁路、公路、水路的运输装备，包括汽车罐车、铁路罐车、罐式集装箱、长管拖车等。这类压力容器使用时不仅承受内压或外压载荷，搬运过程中还会受到由于内部介质晃动引起的冲击力，以及运输过程中带来的外部撞击和振动载荷，因而在结构、使用和安全方面均有特殊的要求。（4）按制造许可划分。以制造难度、结构特点、设备能力、工艺水平、人员条件等为基础，将压力容器划分为A、B、C、D共4个许可级别。1）制造许可A级：超高压容器、高压容器（A1），第三类低、中压容器（A2），球形储罐现场组焊或球壳板制造（A3），非金属压力容器（A4），医用氧舱（A5）；2）制造许可B级：无缝气瓶（B1），焊接气瓶（B2），特种气瓶（B3）；3）制造许可C级：铁路罐车（c1），汽车罐车或长管拖车（c2），罐式集装箱（C3）；4）制造许可D级：第一类压力容器（D1），第二类低、中压容器（D2）。5）为便于安全监察、使用管理和检验检测，按《固定式压力容器安全技术监察规程》将压力容器划分为三类（I、Ⅱ、Ⅲ类）。划分办法如下：1）首先将压力容器的介质分为两组第一组介质：毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质，易爆介质，液化气体，见图3-l。第4页第二组介质：由除第一组以外的介质组成，如毒性程度为中度危害以下的化学介质，包括水蒸气、氮气等，见图3—2。2）按照介质特性分组后选择分类图，再根据设计压力p（单位MPa）和容积V（单位L），标出坐标点，确定容器类别。四、起重机械基础知识1、起重机械工作特点：（1）、起重机械通常具有庞大的结构和比较复杂的机构，作业过程中常常是几个不同方向的运动同时操作，操作技术难度较大。（2）、能吊运的重物多种多样，载荷是变化的。有的重物重达上百吨，体积大且不规则，还有散粒、热融和易燃易爆危险品等，使吊运过程复杂而危险。（3）、需要在较大的范围内运行，活动空间较大，一旦造成事故，影响的面积也较大。（4）、有些起重机械需要直接载运人员做升降运动，其可靠性直接影响人身安全。（5）、暴露的、活动的零部件较多，且常与吊运作业人员直接接触（如吊钩、钢丝绳等），潜在许多偶发的危险因素。（6）、作业环境复杂，如涉及企业、港口、工地等场所，涉及高温、高压、易燃易爆等环境危险因素，对设备和作业人员形成威胁。（7）、作业中常常需要多人配合，共同完成一项操作。2、起重机械的基本分类☉轻小起重设备：电葫芦等☉升降机☉起重机1.桥架类型起重机桥架类型起重机的最大特点，是以桥形金属结构作为主要承载构件，取物装置悬挂在可以沿主梁运行的起重小车上。桥架类型起重机通过起升机构的升降运动、小车运行机构和大车运行机构的水平运动，在矩形三维空间内完成对物料的搬运作业。桥架类型起重机根据结构形式不同还可以进一步分为桥式起重机（俗称为天车、行车）、门式起重机（被称为带支腿的桥式起重机、包括装卸桥和集装箱门式起重机）和缆索起重机（由于跨度太大，用缆索取代了桥形主梁）等。2.臂架类型起重机臂架类型起重机的结构特点是，都有一个悬伸、可旋转的臂架作为主要受力构件。其工作机构除了起升机构外，通常还有旋转机构和变幅机构，通过起升机构、变幅机构、旋转机构和运行机构等四大机构的组合运动，可以实现在圆形或长圆形空间的装卸作业。例如，流动式起重机（汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机）、塔式起重机、门座起重机等。1.轻小型起重设备轻小型起重设备一般只有一个升降机构，常见的有千斤顶、电动或手拉葫芦、绞车、滑车等。2.升降机常见的有垂直升降机、电梯等。升降机类起重设备只有一个升降机构。由于出于安全性考虑，电梯配有完善的安全装置及其他附属装置，其复杂程度是轻小型起重设备不能相比的，所以，列为单独一类。3.起重机当起重设备除了具有起升机构以外，还有其他运动机构时，其结构组成必然比单机构的轻小型起重设备复杂得多，我们称这类起重设备为起重机。根据金属结构的类型不同，起重机可分为桥架类型起重机和臂架类型起重机两大类别。4.起重机械安全正常工作的条件第5页（1）金属结构和机械零部件应具有足够的强度、刚性和抗屈曲能力。（2）整机必须具有必要的抗倾覆稳定性。（3）原动机具有满足作业性能要求的功率，制动装置提供必需的制动力矩。五、场内专用机动车辆基本知识1、场内专用机动车辆是指利用动力装置驱动或牵引的，在特定区域内作业和行驶、最大行驶速度（设计值）超过5km·／h的；或者具有起升、同转、翻转、搬运等功能的专用作业车辆。受道路交通管理部门和农业管理部门管理的车辆除外。2、场内专用机动车辆工作特点⊙车辆种类繁多，规格差别大⊙重物多样，载荷变化多⊙机动性强⊙属于暴露、活动的工作装置⊙作业环境复杂⊙各类产品之间具有使用成套性⊙一机具有多种可换的工作装置⊙对行驶路面，作业环境有要求⊙对于专用搭载乘客的场（厂）内机动车安全要求高3、场内专用机动车辆工作分类（1）按动力特点分类1）内燃车辆。2）电动车辆。3）内燃电动车辆。（2）按照功能、结构特征分类1）汽车。为机场、港口、游览场所、工矿企业等场内载货、载客运行的车辆。2）轨道式搬运车辆。应用于工厂、矿山、建筑工地、铁路和港口货场、林区等处对成件货物进行短距离运输。主要包括工矿